Gabarito da lista de exercícios - Substância Piura 2020 -1 (1)

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Gabarito da lista de exercícios 
Exercícios sobre Substância Pura 
1- Vapor d’água saturado a 260°C e título de 70%. Calcular o volume específico médio 
V = (1 –x) vl + x vv 
Tab. A 1.1 
T= 260ºC vl = 0,001276 m³/ kg vv= 0,04220 m³/kg 
V = (1-0,7) (0,001276) + 0,7(0,04220) 
V= 0,02993 m³/kg 
 2- Vapor d’água saturado a 0,5 MPa e título de 70%. Calcular o volume específico médio 
V = (1 –x) vl + x vv 
Tab. A 1.2 
P = 0,5 MPa vl = 0,00193 m³/ kg vv= 0,3749 m³/kg 
V = (1-0,7) (0,00193) + 0,7(0,3749) 
V= 0,26276 m³/kg 
 
3- Refrigerante R-12 saturado a 23°C e título de 85%. Calcular o volume específico 
médio. 
V = (1 –x) vl + x vv 
Tab. A 3.1 
T vl vv 
20 0,000752 0,030780 
23 y Y’ 
25 0,000763 0,026854 
 
Interpola os valores para achar os dados para 23ºC: 
(23 – 25)/(20 – 25) = (y – 0,000763)/(0,000752 -0,000763) 
-2/-5 = (y – 0,000763)/( -0,000011) agora multiplica-se cruzado 
-2 ( -0,000011) = -5 (y – 0,000763) 
0,000022 = -5y +0,003815 
5y = 0,003815 -0,000022 
5y = 0,003793 
Y = 0,003793 /5 
Y= 0,000759 m³/ kg – valor calculado para vl a 23ºC 
Agora se faz o mesmo procedimento para achar vv 
(23 – 25)/(20 – 25) = (y’ – 0,026854)/(0,030780 -0,026854) 
-2/-5 = (y’ – 0,026854)/( +0,003926) agora multiplica-se cruzado 
-2 ( 0,003926) = -5 (y’ – 0,026854) 
- 0,007852 = -5y’ +0,13427 
5y’ = 0,13427 + 0,007852 
5y’ = 0,142122 
Y’ = 0,142122 /5 
Y= 0,0284244 m³/ kg – valor calculado para vv a 23ºC 
Com os dados obtidos da interpolação, podemos agora calcular o volume específico 
médio, utilizando a equação: 
V = (1-0,85) (0,000759) + 0,85(0,0284244) 
V= 0,02427459 m³/kg 
 4- Refrigerante R-12 saturado a 0,7MPa e título de 85%. Calcular o volume específico 
médio. 
V = (1 –x) vl + x vv 
Tab. A 3.1 
P (MPa) vl vv 
0,65162 0,000763 0,026854 
0,7 y Y’ 
0,74490 0,000774 0,023508 
 
Interpola os valores para achar os dados para 0,7MPa: 
(0,7 –0,74490)/(0,65162 –0,74490) = (y – 0,000774)/(0,000763 -0,000774) 
Y= 0,000769 m³/ kg – valor calculado para vl a 0,7MPa 
Agora se faz o mesmo procedimento para achar vv 
(0,7 –0,74490)/(0,65162 –0,74490) = (y’ – 0,023508)/(0,026854 -0,023508) 
Y= 0,025118 m³/ kg – valor calculado para vv a 0,7 MPa 
Com os dados obtidos da interpolação, podemos agora calcular o volume específico 
médio, utilizando a equação: 
V = (1-0,85) (0,000769) + 0,85(0,025118) 
V= 0,021466 m³/kg 
 5- Calcule o volume específico de uma mistura de líquido e vapor d’água saturada a 
200°C que apresenta título de 80%. 
V = (1 –x) vl + x vv 
Tab. A 1.1 
T = 200ºC vl = 0,001156 m³/ kg vv= 0,12736 m³/kg 
V = (1-0,8) (0,001156) + 0,8(0,12736) 
V= 0,1021192 m³/kg 
As tabelas de vapor saturado também podem ser usadas para determinar o estado 
termodinâmico de uma substância pura 
 6- Seja a água a 60°C e a 25 kPa. Determine o estado. 
Tab. A 1.1 
T = 60ºC P saturação = 19,941 kPa, analisando a pressão dada no exercício com a 
pressão de saturação lida na tabela, temos P dada > P saturação, logo, estado é líquido 
comprimido. 
 7- Seja a água a 80 °C e a 47,39 kPa. Determine o estado. 
Tab. A 1.1 
T = 80ºC P saturação = 47,390 kPa, analisando a pressão dada no exercício com a 
pressão de saturação lida na tabela, temos P dada = P saturação, logo, estado é saturado. 
8- Seja a água a 50 °C e a 5 kPa. Determine o estado. 
Tab. A 1.1 
T = 50ºC P saturação = 12,350 kPa, analisando a pressão dada no exercício com a 
pressão de saturação lida na tabela, temos P dada < P saturação, logo, estado é 
superaquecido. 
 9- Água a 250 °C e a pressão 0,5 MPa. Calcular o volume específico médio. 
Tab. A 1.1 
T = 250ºC P saturação = 3,9730 MPa, analisando a pressão dada no exercício com a 
pressão de saturação lida na tabela, temos P dada < P saturação, logo, estado é 
superaquecido. Então para resolver esta questão devemos ir para a Tabela A 1.3. Nesta 
tabela Entramos com a Pressão de 0,5 MPa = 500 kPa e a temperatura de 250ºC e lê 
direto o valor de v = 0,4744 m³/kg. 
 
10- Água a 320 °C e a pressão 2,5 MPa. Calcular o volume específico médio. 
Tab. A 1.1 
T = 320ºC P saturação = 11,274 MPa, analisando a pressão dada no exercício com a 
pressão de saturação lida na tabela, temos P dada < P saturação, logo, estado é 
superaquecido. Então para resolver esta questão devemos ir para a Tabela A 1.3. Como 
não temos a temperatura de 320ºC na pressão de 2,5 MPa, teremos que interpolar: 
Tab. A 1. 3 
T v 
300 0,09890 
320 y 
350 0,10976 
 
Resolvendo a interpolação, temos: y = 0,10324 m³/kg este já é o valor do volume 
específico. 
11- Água a 400 °C e a pressão 2,7 MPa. Calcular o volume específico médio. 
 Tab. A 1.1 
T = 400ºC, ao olhar a tabela observa-se que a temperatura máxima é de 374,14ºC para 
o estado saturado, logo , a temperatura dada no exercício é maior que a temperatura 
de saturação. Então o estado é superaquecido. Então para resolver esta questão 
devemos ir para a Tabela A 1.3. Como não temos a pressão de 2,7 MPa, teremos que 
interpolar: 
Tab. A 1. 3 
P v 
2,50 0,12010 
2,70 y 
3,00 0,09936 
 
Resolvendo a interpolação, temos: y = 0,111804 m³/kg este já é o valor do volume 
específico. 
12 – Refrigerante R-12 a 10 °C e a pressão 0,6 MPa. Calcular o volume específico médio. 
Tab. A 3.1 
T = 10ºC P saturação = 0,42330 MPa, analisando a pressão dada no exercício com a 
pressão de saturação lida na tabela, temos P dada > P saturação, logo, estado é líquido 
comprimido. Então para resolver esta questão devemos ir para a Tabela de R-12 líquido 
comprimido, mas observamos que não temos esta tabela. Então, para resolver este 
exercício vamos utilizar a tabela A 3.1 e considerar v = vl= 0,000733 m³/kg. 
 
 13- Água a 100 °C e a pressão 5 MPa. Calcular o volume específico médio. 
Tab. A 1.1 
T = 100ºC P saturação = 0,10135 MPa, analisando a pressão dada no exercício com a 
pressão de saturação lida na tabela, temos P dada > P saturação, logo, estado é líquido 
comprimido. Então para resolver esta questão devemos ir para a Tabela A 1.4. Nesta 
tabela Entramos com a Pressão de 5 MPa e a temperatura de 100ºC e lê direto o valor 
de v = 0,0010410 m³/kg. 
14- Amônia a 30°C e 1000 kPa. Calcular o volume específico médio. 
Tab. A 2.1 
T = 30ºC P saturação = 1166,83 kPa, analisando a pressão dada no exercício com a 
pressão de saturação lida na tabela, temos P dada < P saturação, logo, estado é 
superaquecido. Então para resolver esta questão devemos ir para a Tabela A 2.2. Nesta 
tabela Entramos com a Pressão de 1000 kPa e a temperatura de 30ºC e lê direto o valor 
de v = 0,1321 m³/kg. 
 
 15- Refrigerante R-12 a 20°C e a pressão de 0,4 Mpa. Calcular o volume específico 
médio. 
Tab. A 3.1 
T = 20ºC P saturação = 0,56729 MPa, analisando a pressão dada no exercício com a 
pressão de saturação lida na tabela, temos P dada < P saturação, logo, estado é 
superaquecido. Então para resolver esta questão devemos ir para a Tabela A 3.2 Nesta 
tabela Entramos com a Pressão de 0,4 MPa e a temperatura de 20ºC e lê direto o valor 
de v = 0,045837 m³/kg.